Erfaringer

De fleste gartnerier som har satt inn varmepumper er fornøyd med investeringen sin. Alle sier at det er svært behagelig at det ikke er noe arbeid forbundet med denne teknologien. Etter noen års drift må vi innrømme at 3 anlegg har feilet. Det gjelder i alle tilfellene luft/vann-varmepumper som er konstruert som en kjølemaskin og ikke er tilpasset norske forhold.

Luft/luft varmepumpe

Luft til luft varmepumper av husholdningstypen har blitt satt inn i flere mindre veksthusavdelinger. Investeringen har blitt tjent inn på 1-2 år.  De som har tenkt å bruke slike pumper i avdelinger som bare skal holdes frostfrie om vinteren, har en utfordring. For det første må en passe på at termostaten kan stilles så langt ned som til 3-5 grader C. Utfordringen ved slike lave innetemperaturer oppstår når varmepumpen skal rime av utedelen. Da kjøres varmepumpa i revers og varmer opp utedelen mens vifta på innedelen ofte slås av. Varmepumpa skal da hente energi inne for å smelte isen på utedelen. Med kald inneluft kan det være for lite energi tilgjengelig og avrimingen fungerer ikke tilfredsstillende. 

Luft/vann varmepumpe

De fleste varmepumpene vi har installert i veksthus er av denne typen. Det er også det mest kompliserte maskineriet i og med at utedelen er en sveiset “radiator” som utsettes for store påkjenninger når den er kald under drift og så plutselig varmes opp under avriming. Dette fører til at metallet utvides og trekker seg sammen. Det kan i noen tilfelle føre til at sveiseskjøter ryker eller at det blir sprekker i selve materialet. Av de 21 gartneriene som pr juni 2014 har varmepumpe, bruker 14 av dem luft som varmekilde. Vi vet om to tilfeller av lekkasjer som har ført til at arbeidsmediet lekker ut. At 14 % av maskinene har fått slik skade, er for mye! 

Under avriming stopper kompressorene og det er en kjent sak at start/stopp er uheldig for kompressorens levetid. Disse varmepumpene reguleres også i trinn ved at kompressorenes slås av og på. De har altså IKKE inverterstyring slik som de fleste husholdningspumpene har. Inverterstyring betyr trinnløs styring. Underdimensjonerte pumper vil måtte gå “for full fart” med høyt rykk og lave temperaturer på utedelen. Det vil uvegerlig føre til mer riming. 

 AquaCIAT ILD 540V isvannsmaksin/varmepumpe for utendørs plassering

For maskinen over vil varmeytelsen fall med ca 25% når utetemperatur går fra +7 til – 5 graderC. Virkningsgraden (COP) reduseres med 23% og forskjell i energisparing melomm de to temperaturene er 12%. Når utgående vanntemperatur øker fra 30 til 50gr.C, avtar COP med ca 40% og forskjellen i energisparing er 20%. Ved 12grC er maksimal utgående vanntemperatur redusert til ca 40 grader. 

Uteluft/Vann-varmepumper har kortere levetid enn bergvarmepumper. 

Det bør benyttes direkte kobling mellom varmepumpens kondensator og varmesystemet. Dette kan gjennomføres i veksthus som har nødstrømsaggregat med automatisk start.

Ribbeavstand. 

De fleste maskinene som tilbys er produsert i andre deler av verden og er ofte kjølemaskiner som kjøres “i revers”. Hvis mulig, bør du velge en maskin som er konstruert for å levere varme. Når maskiner med liten ribbeavstand på utedelen (fordamperen) skal produsere varme under norske forhold, skal det veldig lite til før hele utedelen rimer så mye at den går tett. Det finnes bedrifter i Norge som produserer fordampere med ribbeavstand på 3 mm. Velg alltid størst mulig ribbeavstand  (3-5 mm) !

Når energien skal hentes ut fra lufta må store mengder luft blåses over batterien i varmepumpa. Det bråker! Ved å velge godt utformede vifteblader og eventuelt sette på en lydfelle, kan problemet reduseres betydelig og til et akseptabelt nivå. 

Bildet viser en varmepumpe hos Drivstua Gartneri som er montert inn i veggen på fyrrommet slik at kompressorene vender inn i fyrrommet. Det er også montert på en lydfelle og investert i støysvake vifter. Avstand til naboer er 20-30 meter. 

Velg kun varmepumpeaggregater med behovsstyrt avrimingssystem og avrenningssystem tilpasset norske klimatiske forhold. Følg fabrikantens anvisning mht. stopptemperatur for varmepumpen.

Installer varmepumpeaggregatene på betongfundament på grov grus med mulighet for avrenning av smeltevann fra avriming. Installer varmepumpeagrregatene slik at en unngår resirkulering av kaldluft. 

Væske/vann-varmepumper

Det er tre-fire varmepumper i norske gartnerier som bruker vann som varmekilde. Det er en for ferskvann, en for saltvann og to borehullsvarmepumper. To av pumpene har gått i omlag 25 år. De to pumpene av nyere dato har ikke opplevd problemer av alvorlig art så langt. 

Bergvarmepumper har langt mer stabile temperaturforhold på fordamper-siden enn uteluft/vann-varmepumper, og oppnår derfor høyere energisparing og generelt sett lengre levetid for kompressorene. Årlig energisparing for denne typen anlegg vil typisk være 60 til 75 %, dvs. 10 til 40 %-poeng høyere enn for anlegg med uteluft som varmekilde

Borehullsvarmepumper koster mye penger . Vi kan snakke om 11-14 000 kroner pr kW levert effekt. Årsaken er først og fremst boringen. Å bore et hull på 200 meter kan koste fra 45-60 000 kroner inkl kollektorslange og væskefylling. For bergvarmepumper er det viktig med nøyaktig/kvalifisert dimensjone- ring og utforming av energibrønnene for å sikre relativt høy og stabil tem- peraturer på frostvæsken, og dermed unngå driftsproblemer samt redusert COP og avgitt varmeeffekt for varmepumpen. Brønnene dimensjoneres for maks. effektuttak 30-40 W per meter vannfylt borehull. Minimum 15 me- ters avstand mellom brønner for å unngå innbyrdes termisk påvirkning.

Det er generelt anbefalt med tilbakeføring av lavtemperatur varme til energibrønnene sommerstid for å sikre at temperaturnivået ikke synker over tid. Dette kan f.eks. gjøres ved tilkobling av kjølebatterier i veksthuset til brønnsystemet (gir både frikjøling og lading av energibrønnene).

Det er forskjell på bergartene. Pørøse og skiferaktige bergarter inneholder mye vann og gir god effekt. Fjellet kan avgi 30-50 W pr meter borehull. Hvis man borer 200 meter og regner med at 190 er vannførende med kapasitet 40 W/m, kan dette hullet avgi 7,6 kW. Har varmepumpen en virkningsgrad på 3 vil i tillegg til bergvarmen også 1/3 kompressorenergi fra varmepumpa leveres til veksthuset, totalt 11,4 kW. Det lønner seg ikke å bore for få hull. Det fører bare til at temperaturen i fjellet senkes og dermed øker løftehøyden med dårligere virkningsgrad som konsekvens.  Med tallene over som utgangspunkt kan vi lage  en tommelfingregel som sier 10 kW pr hull. En varmepumpe på 200 kW vil da trenge 20 hull som vil koste mellom  900 000 og 1 200 000 kroner. 

Sjekk alltid geologiske kart slik at du kan bore i eventuelle sprekksoner. 

Hvis du ikke skal mate ned varme om sommeren, bør borehullene stå med minst 15 meters avstand og gjerne bores skrått utover. Der det er lagt til rette for mating av borehullene om sommeren, kan borehullene med fordel legges noe tetter og i sirkel slik at det varmeleverende fjellet kan oppfattes om en sylinder. 

I et veksthus ville vi hatt mulighet for å mate varme ned i borehullen om sommeren. Det kan gjøres ved frikjøling på den måten at kaldt vann fra borehullene føres inn over kjølebatterier inne i veksthuset. Frikjøling betyr at varmepumpa ikke går, men at vannet sirkulerer over varmeveksler kun med strøm til sikulasjonspumpene. Å kjøre kaldt vann inn  på rørene i veksthuset har vi ikke så mye tro på . Det vil føre til drypp fra rørene og at de ruster fort hvis det er sorte, malte rør som er brukt. Dessuten vil kapasiteten ikke være god nok ? 

Generelt

Vanntemperatur

Maksimal utgående vanntemperatur fra varmepumpen bør ikke overstige 40-50 grC for å oppnå høy COP og lang levetid for kompressorene. Det er spesielt viktig at utgående vanntemperatur for luft/vann-varmepumper med scroll- eller stempekompressor ikke blir for høy. 

Varmedistribusjonssystemet i veksthuset bør dimensjoneres som et lav- temperatursystem for å oppnå høy COP og gode driftsforhold for varmepumpen.

Kompressorhavari

Som nevnt over, er hyppig start og stopp uheldig for kompressoren. Det er eksempler på skruekompressorer som går nesten kontinuerlig i enkelte meierier kan gå i 80 til 100 000 timer. Store maskiner som vi trenger i veksthus regulerer effekten ved at en slår av en eller flere av ofte 4 kompressorer. Det er dessverre eksempler på to kompressorhavari. Vi har også brakt i erfaring at det kan være en spesiell type kompressor som ryker oftere enn  andre. For en gartner er det viktig å sikre seg økonmomisk mot slike tilfelle. Så lenge garantien gjelder burde alt være greit så lenge en ikke har brukt vartmepumpa feil. Når garantitiden nærmer seg slutten bør man imidlertid alltid tegne en maskinskadeforsikring. 

Manglende buffertank

Ingen av varmepumpeanleggene er knyttet til en skikkelig buffertank. I Sverige har alle gartnerier med varmepumper også buffertank. I en del tilfelle er det satt inn en mindre blandetank eller fordrøyningstank. Dette er tanker på 500m til 2000 liter som mer er å oppfatte som en økning av ringledningens vannvolum. Hensikten med å sette inn disse er nok noe av det samme som med en større buffertank; unngå for mye start stopp og bidra til at varmepumpa kan klare å levere tilstrekkelig varmt vann når flere veksthus kaller på varme samtidig. 

Et eksempel : I 1000 m2 veksthus er det ca 2500 liter vann i rørene. I tillegg kommer vann i ringledning og eventuelle kjeler. Hvis vi regner 3 liter vann pr m2, er det antagelig nøkternt. Typisk installert effekt er 50 kW pr da.  For å varme opp 1000 liter vann 1 grad går det med litt over 1 kWh. Hvis 3000 liter vann skal varmes opp fra 25 til 55 grader med 50 kW vil varmepumpa trenge nesten 2 timer. I tillegg vil varmetapet fra veksthuset i disse to timene sannsynligvis øke og dermed vil kanskje varmepumpa bruke 3 timer eller mer på å komme i balanse. Derfor bør vi hjelp varmepumpa i slike perioder ved at vi har litt varmt vann på lager i en buffertank. Det aller minste en kan tenke seg er at buffertanken skal inneholde like mye varmt vann som det er i resten av varmesystemet. Det vil si 2.5 til 4 liter pr m2. Mindre buffertank enn det er ingen vits. Videre kan man tenke seg at varmepumpa skal kunne gå 4 timer utover formiddagen etter at shuntene har lukket for å produsere varmt vann til kvelden. Hvis varmepumpa er på 250 kW, tilsvarer 4 timer 1000 kWh. I et varmepumpesystem kan tankens temperatur varierer mellom 35 og 50 grader C. For å lagre 1000 kWh ved å øke temperaturen med 15 grader C, kreves en tank på 58 m3. 

Til hjelp for å gjøre slike beregninger, finner du et regneark her

For lav dimensjonering. 

I et par tilfelle har varmepumpene vært for små. Dimensjoneringen gjøres oftest ut fra økonomiske motiv og vår erfaring er at 50 – 60 W levert effekt pr 1000 m2 veksthus er fornuftig. Billigere varemepumper kan gjøre det aktuelt å øke dimensjoneringen. Det samme gjelder for buffertank. 

Seriekopling

Ved bruk av flere varmepumpeaggregater bør kondensatorene seriekoples såfremt det ikke gir for høyt trykktap. 

Spisslastkjelen skal monteres i serie etter varmepumpen, og den skal kun levere varme når varmepumpen går med full kapasitet

Dellast

Store deler av tiden vil en varmepumpe gå på del-last. Det skjer ved at en eller flere kompressorer slås av (scroll-kompressor). Da er det viktig å vite hvordan dette skjer for å få best mulig virkningsgrad. Typisk kan det være at varmepumpa består av 4 kompressorer og to separate fordampere (utedeler). Hvis dette er satt sammen slik at to kompressorere betjenes av 1 separat kjøleflate, vil en oppnå lite hvis to kompressorer blir slått av.  

Hvis derimot alle fire kompressorene er tilknyttet en stor kjøleflate, vil virkningsgraden øke når en eller flere kompressorer er slått av. Den/de kompressorer som går vil få en større kjøleflate og dermed trenger ikke temperaturen å senkes fullt så mye (Jfr. det som er skrevet om løftehøyde) , og virkningsgraden vil bli bedre. En ikke fullt så kald utedel vil også rime mindre og dermed kreve mindre avriming. Avriming krever energi og gir færre driftstimer. 

Arbeidsmedier

Vurder alltid varmepumpeaggregater med naturlig arbeidsmedier, dvs. amoniakk eller propan. Dette er medier som ikke bidrar til drivhuseffekten ved utslipp/lekkasjer og anleggene omfattes ikke av den nye F-gass-forordningen.